FIZIKA 7-8.
FIZIKA Ez a helyi tanterv a kerettanterv Fizika B változata alapján készült. Célok, feladatok: A természettudományos kompetencia középpontjában a természetet és a természet működését megismerni igyekvő ember áll. A fizika tantárgy a természet működésének a tudomány által feltárt legalapvetőbb törvényszerűségeit igyekszik megismertetni a diákokkal. Olyan ismeretek megszerzésére ösztönözzük a fiatalokat, amelyekkel egész életpályájukon hozzájárulnak majd a társadalom és a természeti környezet összhangjának fenntartásához, a tartós fejlődéshez és ahhoz, hogy a körülöttünk levő természetnek minél kevésbé okozzunk sérülést. Nem kevésbé fontos, hogy elhelyezzük az embert kozmikus környezetünkben. A természettudomány és a fizika ismerete segítséget nyújt az ember világban elfoglalt helyének megértésére, a világ jelenségeinek a természettudományos módszerrel történő rendszerbe foglalására. 7– 8. évfolyamon a fizika tantárgy tanításának és tanulásának legfőbb célja és feladata a tanulók felvértezése mind a személyiségük, tudásuk, készségük és képességük, mind a gondolkodásuk fejlesztésével arra, hogy majd boldoguljanak, helytálljanak magánéletükben, élethivatásukban és a 21. századi társadalomban. Ennek érdekében a NAT Ember és Természet műveltségterülete előírásainak megfelelően a legfőbb feladat a természettudományos és más alapkompetenciák fejlesztése, a gyermekekben ösztönösen meglévő kíváncsiság és tudásvágy megerősítése, a sikerélmény biztosítása, a tantárgy megszerettetése, a fizika további tanulásának érzelmi és értelmi magalapozása. A fizika alaptudomány, mert saját, a többi természettudomány alapjául is szolgáló fogalomrendszere, alapelvei és törvényei vannak. Ezért bizonyos előismereteteket a többi reál tantárgy tanításához a fizikának kell biztosítania. A fizikának meghatározó szerepe és felelőssége van a természet megismerésében és védelmében, a technika fejlesztésében és az ahhoz való alkalmazkodásban is. A tanítási-tanulási folyamatban központi szerepet kell biztosítani legfontosabb szereplőknek, a tanulóknak. Ezért - figyelembe kell venni a tanulók többségére jellemző életkori sajátosságokat; - minél aktívabb szereplővé kell tenni őket a tudás megszerzésében (tanulói kísérletek, a bemutatott kísérletek közös elemzése, önálló adatgyűjtés stb.); - gondoskodni kell a többség sikerélményéről, mert ez a legfontosabb tényezője a tantárgy megszerettetésének, tehát érzelmileg és értelmileg is hozzá kell kötni a tanulókat a fizikához; - tudásuk bővítésénél építeni kell a korábban megszerzett iskolai vagy iskolán kívüli konkrét tapasztalataikra, ismereteikre; - figyelembe kell venni, hogy a tanulók ebben az életkorban egyre több területen képesek az elvontabb (absztrakt, formális) gondolkodásra. Ezt nagymértékben erősíti, 655
FIZIKA 7-8.
fejleszti, ha azt megfigyelések, kísérletek, mérések, ezek elemzése előzi meg, és a későbbi gyakorlati alkalmazások igazolják helyességüket; - a tanulók ismerjék meg és gyakorolják be a hagyományos és a korszerű ismeretszerzési módszereket és a korszerű eszközök alkalmazását.
7. évfolyam Heti 2 óra A tematikai egységek
órakeret
Természettudományos vizsgálati módszerek
6
Mozgások
21
Nyomás
15
Energia, energiaváltozás
10
Hőtan
15
Ismétlés
5
Az óraszámok összege
Tematikai egység/ Fejlesztési cél Előzetes tudás
72
1. Természettudományos vizsgálati módszerek
Órakeret 6 óra
Hosszúságmérés, tömegmérés.
Együttműködési képesség fejlesztése. A tudományos megismerési módszerek bemutatása és gyakoroltatása. A tematikai egység Képességek fejlesztése megfigyelésre, az előzetes tudás mozgósítására, nevelési-fejlesztési hipotézisalkotásra, kérdésfeltevésre, vizsgálatra, mérés tervezésére, céljai mérés végrehajtására, mérési eredmények kezelésére, következtetések levonására és azok kommunikálására. Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások, ismeretek
Fejlesztési követelmények
Ismeretek: A tanulói kísérleti munka szabályai. Veszélyforrások (hő, vegyi, elektromos, fény, hang stb.) az iskolai és otthoni tevékenységek
Fényképek, ábrák, saját tapasztalatok alapján a veszélyek megfogalmazása, megbeszélése. Csoportmunkában veszélyre figyelmeztető, helyes magatartásra ösztönző poszterek,
Kapcsolódási pontok Technika, életvitel és gyakorlat: baleset- és egészségvédelem. Magyar nyelv és irodalom: 656
FIZIKA 7-8.
során.
táblák készítése.
kommunikáció.
Ismeretek: Megfigyelés. Leírás, összehasonlítás, csoportosítás. Céltudatos megfigyelés. A természet megfigyelésének fontossága a tudósok természettörvényeket feltáró munkájában.
A megfigyelőképesség ellenőrzése egyszerű feladatokkal. Szempontok megfogalmazása jelenségek megfigyelésére, a megfigyelés végrehajtására és a megfigyelésről szóbeli beszámoló. Megfigyelések rögzítése, dokumentálása.
Kémia: a kísérletek célja, tervezése, rögzítése, tapasztalatok és következtetések.
A tudományos megismerési módszerek
Hosszúság, terület, térfogat, tömeg, idő, hőmérséklet stb. mérése, meghatározása Problémák, alkalmazások: csoportmunkában. Hogyan kell használni a Mérési javaslat, tervezés és különböző mérőeszközöket? végrehajtása az iskolában és a Mire kell figyelni a tanuló otthoni környezetében. leolvasásnál? Hogyan tervezzük meg a mérési Hipotézisalkotás és értékelés a mérési eredmények rendszerbe folyamatot? szedett ábrázolásával. Hogyan lehet megjeleníteni a Előzetes elképzelések mérési eredményeket? Mire következtethetünk a mérési számbavétele, a mérési eredmények elemzése (táblázat, eredményekből? grafikon). Mérőeszközök a mindennapi Egyszerű időmérő eszköz életben. csoportos készítése. A tömeg és a térfogat Ismeretek: nagyságának elkülönítése. Mérőeszközök használata. (Jellegzetes tévképzet: a két A mért mennyiségek mennyiség arányos kezelése.) mértékegységei. Önálló munkával különféle információhordozókról az élővilág, az épített környezet és az emberi tevékenység hosszúság- és időbeli méretadatainak összegyűjtése tanári és önálló feladatválasztással.
Földrajz: időzónák a Földön. Történelem, társadalmi és állampolgári ismeretek: az időszámítás kezdetei a különböző kultúrákban. Matematika: mértékegységek; megoldási tervek készítése.
Kulcsfogalmak/ Megfigyelés, mérés, mértékegység, átlag, becslés, tömeg, térfogat. fogalmak 657
FIZIKA 7-8.
Tematikai egység/ Fejlesztési cél
2.
Órakeret 21 óra
Mozgások
Előzetes tudás
A sebesség naiv fogalma (hétköznapi tapasztalatok alapján).
A tematikai egység nevelésifejlesztési céljai
A hétköznapi sebességfogalom pontosítása, kiegészítése. Lépések az átlagsebességtől a pillanatnyi sebesség felé. A lendület-fogalom előkészítése. A lendület megváltozása és az erőhatás összekapcsolása speciális kölcsönhatások (tömegvonzás, súrlódási erő) esetében. A mozgásból származó hőhatás és a mechanikai munkavégzés összekapcsolása. A közlekedési alkalmazások, balesetvédelmi szabályok tudatosítása, a felelős magatartás erősítése.
Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások, ismeretek
Fejlesztési követelmények
Kapcsolódási pontok
Hely- és helyzetváltozá.s
Mozgással kapcsolatos tapasztalatok, élmények Ismeretek: felidézése, elmondása Hely- és helyzetváltozás. (közlekedés, játékszerek, sport). Mozgások a Naprendszerben (keringés, forgás, becsapódások). Mozgásformák eljátszása (pl. Körmozgás jellemzői (keringési rendezetlen részecskemozgás, keringés a Nap körül, égitestek idő, fordulatszám). forgása, a Föld–Hold rendszer A testek különböző alakú pályákon mozoghatnak (egyenes, kötött keringése). kör, ellipszis= „elnyúlt kör” – a A mozgásokkal kapcsolatos megfigyelések, élmények bolygók pályája). szabatos elmondása.
Testnevelés és sport: mozgások. Magyar nyelv és irodalom: Petőfi és a vasút; Arany: levéltovábbítás sebessége Prága városába a XV. században. Matematika: a kör és részei.
Problémák: Hogyan lehet összehasonlítani a mozgásokat? Milyen adatokat kell megadni a pontos összehasonlításhoz? Honnan lehet eldönteni, hogy ki vagy mi mozog? Ismeretek: A mozgás viszonylagossága.
A viszonyítási pont megegyezéses rögzítése, az irányok rögzítése.
Magyar nyelv és irodalom: Radnóti: Tájképek. Matematika: Descartes-féle koordináta-rendszer és elsőfokú függvények; vektorok.
Az (átlag)sebesség meghatározása az út és idő Problémák: hányadosaként, a fizikai Milyen sebességgel mozoghatnak a környezetünkben meghatározás alkalmazása egyszerű esetekre.
Technika, életvitel és gyakorlat: közlekedési ismeretek (fékidő), sebességhatárok. Matematika:
A sebesség.
658
FIZIKA 7-8.
található élőlények, közlekedési eszközök? Mit mutat az autó, busz sebességmutatójának pillanatnyi állása? Hogyan változik egy jármű sebességmutatója a mozgása során? Hogyan változik egy futballlabda sebessége a mérkőzés során (iránya, sebessége)? Miben más a teniszlabdához képest? Ismeretek: A sebesség. Mozgás grafikus ábrázolása. A sebesség SI-mértékegysége. Az egyenes vonalú mozgás gyorsulása/lassulása (kvalitatív fogalomként). Átlagos sebességváltozás közlekedési eszköz egyenes vonalú mozgásának különböző szakaszain. A sebességváltozás természete egyenletes körmozgás során. Ha akár a sebesség nagysága, akár iránya változik, változó mozgásról beszélünk. A mozgásállapot változása.
Egyszerű iskolai kísérletek, sportmozgások, közlekedési eszközök egyenes vonalú mozgásának megfigyelése, ábrázolása út-idő grafikonon és a sebesség grafikus értelmezése.
arányosság, fordított arányosság.
Az egyenes vonalú mozgásra egyszerű számítások elvégzése (az út, az idő és a sebesség közti arányossági összefüggés alapján). Következtetések levonása a mozgásról. Út- idő grafikonon a mozgás sebességének értelmezése, annak felismerése, hogy a sebességnek iránya van.
Kémia: reakciósebesség.
Földrajz: folyók sebessége, szélsebesség.
A gyorsulás értelmezése kvalitatív szinten, mint az aktuális (pillanatnyi) sebesség változása. Egymás utáni különböző mozgásszakaszokból álló folyamat esetén a sebesség változásának értelmezése. A sebesség fogalmának alkalmazása különböző, nem mozgásjellegű folyamatokra is (pl. kémiai reakció, biológiai folyamatok).
Annak felismerése, hogy a test mozgásállapotának Jelenségek: A gyermeki tapasztalat a lendület megváltoztatása szempontjából a fogalmáról. Felhasználása a test test tömege és sebessége egyaránt fontos. mozgásállapotának és Konkrét példákon annak mozgásállapot-változásának a bemutatása, hogy egy test jellemzésére: a nagy tömegű és/vagy sebességű testeket nehéz lendületének megváltozása mindig más testekkel való megállítani. kölcsönhatás következménye. Annak a kísérletsornak a Ismeretek:
Testnevelés és sport: lendület a sportban. Technika, életvitel és gyakorlat: közlekedési szabályok, balesetvédelem. Matematika: elsőfokú függvények, behelyettesítés, 659
FIZIKA 7-8.
A test lendülete a sebesség és a tömeg szorzata. A magára hagyott test fogalmához vezető tendencia. A tehetetlenség törvénye.
gondolati elemzése és a gondolatmenet bemutatása, amiből leszűrhető, hogy annak a testnek, amely semmilyen másik testtel nem áll kölcsönhatásban, nem változik a mozgásállapota: vagy egyenes vonalú egyenletes mozgást végez, vagy áll.
A tömeg, a sűrűség. Jelenségek: Azonos térfogatú, de különböző anyagból készült, illetve azonos anyagú, de különböző térfogatú tárgyak tömege. Ismeretek: A tömeg, a sűrűség. A tömeg a test teljes anyagát, illetve a kölcsönhatásokkal szembeni tehetetlenségét jellemzi. A testek tömege függ a térfogatuktól és az anyaguktól. Az anyagi minőség jellemzője a sűrűség.
Egyes anyagok sűrűségének kikeresése táblázatból és a sűrűség értelmezése.
egyszerű egyenletek.
Kémia: a sűrűség; részecskeszemlélet.
A testek tömegének összekapcsolása a részecskemodellel (a tömeget a testeket felépítő részecskék összessége adja).
Az erő. Jelenségek: Az erő mérése rugó nyúlásával. Ismeretek: Az erő. Az erő mértékegysége: (1 N). Az erő mérése. A kifejtett erő nagysága és az okozott változás mértéke között arányosság van. Az erő mint két test közötti kölcsönhatás, a testek alakváltozásában és/vagy mozgásállapotuk változásában nyilvánul meg.
Rugós erőmérő skálázása. Különböző testek súlyának mérése a saját skálázású erőmérővel.
Erő-ellenerő. Problémák:
Demonstrációs kísérlet: két, 660
FIZIKA 7-8.
Hogyan működik a rakéta? Miért törik össze a szabályosan haladó kamionba hátulról beleszaladó sportkocsi? Ismeretek: A hatás-ellenhatás törvénye. Minden mechanikai kölcsönhatásnál egyidejűleg fellép erő és ellenerő, és ezek két különböző tárgyra hatnak.
gördeszkán álló gyerek erőmérők közbeiktatásával, kötéllel húzza egymást – a kísérlet ismertetése, értelmezése. Kapcsolódó köznapi jelenségek magyarázata, pl. rakétaelven működő játékszerek mozgása (elengedett lufi, vízirakéta).
Az erő mint vektormennyiség.
Annak tudása, hogy valamely testre ható erő iránya megegyezik a test mozgásállapot-változásának irányával (rugós erőmérővel mérve a rugó megnyúlásának irányával).
Ismeretek: Az erő mint vektormennyiség. Az erő vektormennyiség, nagysága és iránya jellemzi.
A súrlódási erő. Problémák: Mitől függ a súrlódási erő nagysága? Hasznos-e vagy káros a súrlódás? Ismeretek: A súrlódás. A súrlódási erő az érintkező felületek egymáshoz képesti elmozdulását akadályozza. A súrlódási erő a felületeket összenyomó erővel arányos és függ a felületek minőségétől. Gördülési ellenállás. A tömegvonzás. Problémák: Miért esnek le a Földön a tárgyak? Miért kering a Hold a Föld körül? Ismeret: A gravitációs erő. A súly és a súlytalanság.
Matematika: vektor fogalma.
A súrlódási erő mérése rugós erőmérővel, tapasztalatok rögzítése, következtetések levonása. Hétköznapi példák gyűjtése a súrlódás hasznos és káros eseteire.
Technika, életvitel és gyakorlat: közlekedési ismeretek (a súrlódás szerepe a mozgásban, a fékezésben). Testnevelés és sport: a súrlódás szerepe egyes sportágakban; Kiskocsi és megegyező tömegű speciális cipők hasáb húzása rugós erőmérővel, salakra, fűre, terembe következtetések levonása. stb. Történelem, társadalmi és állampolgári Érvelés: miért volt korszakalkotó ismeretek: a kerék találmány a kerék. felfedezésének jelentősége. Egyszerű kísérletek végzése, következtetések levonása: – a testek a gravitációs erő hatására gyorsulva esnek; – a gravitációs erő kiegyensúlyozásakor érezzük/mérjük a test súlyát, minthogy a
Matematika: vektorok.
661
FIZIKA 7-8.
1 kg tömegű nyugvó test súlya a Földön kb. 10 N.
súlyerővel a szabadesésében akadályozott test az alátámasztást nyomja, vagy a felfüggesztést húzza; – ha ilyen erő nincs, súlytalanságról beszélünk. Kísérleti igazolás: rugós erőmérőre függesztett test leejtése erőmérővel együtt, és a súlyerő leolvasása – csak a gravitációs erő hatására mozgó test (szabadon eső test, az űrhajóban a Föld körül keringő test) a súlytalanság állapotában van. (Gyakori tévképzet: csak az űrben, az űrhajókban és az űrállomáson figyelhető meg súlytalanság, illetve súlytalanság csak légüres térben lehet.)
Eseti különbségtétel a munka fizikai fogalma és köznapi Ismeretek: fogalma között. Munka, a munka mértékegysége. A fizikai munkavégzés az erő és A hétköznapi munkafogalomból indulva az erő és a munka, illetve az irányába eső elmozdulás az elmozdulás és a munka szorzataként határozható meg. kapcsolatának belátása konkrét esetekben (pl. emelési munka). A munka fizikai fogalmának definíciója arányosságok felismerésével: az erő és az irányába eső elmozdulás szorzata. A munka fizikai fogalma.
Ismeretek: Munka és energia-változás. A testen végzett munka eredményeként változik a test energiája, az energia és a munka mértékegysége megegyezik.
Történelem, társadalmi és állampolgári ismeretek: ipari forradalom. Matematika: behelyettesítés.
A történelmi Joule-kísérlet egyszerűsített formája és értelmezése a munka és a hőtani fejezetben a hőmennyiséghez kapcsoltan bevezetett energia fogalmi összekapcsolására. (A kísérlettel utólagos magyarázatot kap a hőmennyiség 662
FIZIKA 7-8.
korábban önkényesnek tűnő mértékegysége, a Joule, J.) Erőegyensúly. Jelenségek: Lejtőn álló test egyensúlya. Ismeretek: Testek egyensúlyi állapota. A kiterjedt testek transzlációs egyensúlyának feltétele, hogy a testre ható erők kioltsák egymás hatását. Alkalmazások: Egyszerű gépek. Emelő, csiga, lejtő.
Testek egyensúlyának vizsgálata. Az egyensúlyi feltétel egyszerű esetekkel történő illusztrálása.
Az egyszerű gépek működési elvének vizsgálata konkrét példákon. Példák gyűjtése az egyszerű Ismeretek: gépek elvén működő eszközök Az egyszerű gépek alaptípusai és használatára. azok működési elve. Alkalmazás az emberi test Az egyszerű gépekkel (csontváz, izomzat) történő munkavégzés esetén a mozgásfolyamataira. szükséges erő nagysága Tanulói csökkenthető, de a munka nem. mérésként/kiselőadásként az alábbi feladatok egyikének elvégzése: – arkhimédészi csigasor összeállítása; – egyszerű gépek a háztartásban; – a kerékpár egyszerű gépként működő alkatrészei; – egyszerű gépek az építkezésen.
Technika, életvitel és gyakorlat: háztartási eszközök, szerszámok, mindennapos eszközök (csavar, ajtótámasztó ék, rámpa, kéziszerszámok, kerékpár). Történelem, társadalmi és állampolgári ismeretek: arkhimédészi csigasor, vízikerék a középkorban.
Viszonyítási pont, mozgásjellemző (sebesség, átlagsebesség, periódusidő, fordulatszám). Kulcsfogalmak/ Erő, gravitációs erő, súrlódási erő, hatás-ellenhatás. Munka, teljesítmény, fogalmak forgatónyomaték. Egyszerű egyensúly. Tömegmérés.
663
FIZIKA 7-8.
Tematikai egység/ Fejlesztési cél Előzetes tudás
3.
Nyomás
Órakeret 15 óra
Matematikai alapműveletek, az erő fogalma és mérése, terület.
A nyomás fizikai fogalmához kapcsolódó hétköznapi és természeti jelenségek rendszerezése (különböző halmazállapotú anyagok nyomása). Helyi jelenségek és nagyobb léptékű folyamatok összekapcsolása (földfelszín és éghajlat, légkörzések és a A tematikai egység tengeráramlások fizikai jellemzői, a mozgató fizikai hatások; a nevelési-fejlesztési globális klímaváltozás jelensége, lehetséges fizikai okai). A hang létrejöttének értelmezése és a hallással kapcsolatos céljai egészségvédelem fontosságának megértetése. A víz mint fontos környezeti tényező bemutatása, a takarékos és felelős magatartás erősítése. A matematikai kompetencia fejlesztése.
Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások, ismeretek Felületre gyakorolt erőhatás. Problémák, gyakorlati alkalmazások: Hol előnyös, fontos, hogy a nyomás nagy legyen? Hol előnyös a nyomás csökkentése? Síléc, tűsarkú cipő, úthenger, guillotine. Ismeretek: A nyomás definíciója, mértékegysége. Szilárd testek által kifejtett nyomás. Jelenségek, gyakorlati alkalmazások: Nehézségi erőtérbe helyezett folyadékoszlop nyomása. Közlekedőedények, folyadékok sűrűsége. Környezetvédelmi vonatkozások: kutak, vizek
Fejlesztési követelmények
Kapcsolódási pontok
Különböző súlyú és felületű testek benyomódásának vizsgálata homokba, lisztbe. A benyomódás és a nyomás kapcsolatának felismerése, következtetések levonása. A nyomás fogalmának értelmezése és kiszámítása egyszerű esetekben az erő és a felület hányadosaként. Szilárd testekkel kifejtett nyomáson alapuló jelenségek és alkalmazások ismertetése.
Nehézségi erőtérbe helyezett folyadékoszlop nyomása – a magasságfüggés belátása. Közlekedőedények vizsgálata, folyadékok sűrűségének
Technika, életvitel és gyakorlat: ivóvízellátás, vízhálózat (víztornyok). Vízszennyezés.
664
FIZIKA 7-8.
szennyezettsége. meghatározása. Ismeretek: Nyomás a folyadékokban: nem csak a szilárd testek fejtenek ki nyomást; a folyadékoszlop nyomása a súlyából származik; a folyadékok nyomása a folyadékoszlop magasságától és a folyadék sűrűségétől függ. Gyakorlati alkalmazások: hidraulikus emelő, hidraulikus fék. Ismeretek: Dugattyúval nyomott folyadék Pascal törvényének ismerete és nyomása. demonstrálása. A nyomás terjedése folyadékban (vízibuzogány, dugattyú). Oldalnyomás. Jelenségek, gyakorlati alkalmazások: Autógumi, játékléggömb. Ismeretek: Nyomás gázokban, légnyomás. Torricelli élete és munkássága.
A felhajtó erő.
A gáznyomás kimutatása nyomásmérő műszerrel. A légnyomás létezésének belátása. Annak megértése, hogy a légnyomás csökken a tengerszint feletti magasság növekedésével.
Arkhimédész törvényének kísérleti igazolása. Gyakorlati alkalmazások: A sűrűség meghatározó Léghajó. szerepének megértése abban, hogy a vízbe helyezett test Ismeretek: elmerül, úszik, vagy lebeg. A folyadékban (gázban) a testekre felhajtóerő hat. Sztatikus Egyszerű számítások végzése Arkhimédész törvénye alapján. felhajtóerő. A következő kísérletek Arkhimédész törvénye. egyikének elvégzése: Cartesius-búvár készítése; kődarab sűrűségének
Technika, életvitel és gyakorlat: közlekedési eszközök. Földrajz: a légnyomás és az időjárás kapcsolata. Kémia: a nyomás mint állapothatározó, gáztörvények. Biológia-egészségtan: halak úszása. Technika, életvitel és gyakorlat: hajózás. Testnevelés és sport: úszás. Földrajz: jéghegyek.
665
FIZIKA 7-8.
meghatározása Arkhimédész módszerével. Jellemző történetek megismerése Cartesius (Descartes) és Arkhimédész tudományos munkásságáról. Gyakorlati alkalmazások: Nyomáskülönbségen alapuló eszközök.
A hang. Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások: Mitől kellemes és mitől kellemetlen a hang? Miért halljuk a robbanást? Mi a zajszennyezés és hogyan védhető ki? Jerikó falainak leomlása. Ultrahang (pl. denevérek, bálnák, vesekő-operáció).Hangrobbanás. Ismeret: A hang keletkezése, terjedése, energiája. A terjedési sebesség gázokban a legkisebb és szilárd anyagokban a legnagyobb. Az emberi hallás első lépése: átalakulás a dobhártyán (mechanikai energiaátalakulás). Az érzékelt hangerősség és a hangenergia. Zajszennyezés. Hangszigetelés.
Néhány nyomáskülönbség elvén működő eszköz megismerése, működésük bemutatása. (Pipetta, kutak, vízlégszivattyú, injekciós fecskendő. A gyökér tápanyagfelvételének mechanizmusa.)
Biológia-egészségtan: tápanyagfelvétel, ozmózis.
Hangforrások (madzagtelefon, üvegpohár-hangszer, zenei hangszerek) tulajdonságainak megállapítása eszközkészítéssel.
Ének-zene: hangszerek, hangskálák.
Kémia: cseppentő, pipetta, ozmózis.
Biológia-egészségtan: hallás, ultrahangok az állatvilágban; ultrahang az orvosi diagnosztikában. Annak megértése, hogy a hang a levegőben periodikus sűrűségváltozásként terjed a nyomás periodikus változtatására, és hogy a hang terjedése energia terjedésével jár együtt.
Matematika: elsőfokú függvény és behelyettesítés.
A zaj, zörej, dörej, másrészről a zenei hangskálák jellemzése.
A hangok emberi tevékenységre gyakorolt gátló és motiváló hatásának megértése.
Ismeretek: Földrajz: a Föld Rengési energia terjedése a kérge, köpenye és Szemléltetés (pl. animációk) földkéregben és a tengerekben: a alapján a Föld belső szerkezete mozgásai. földrengések energiájának kis és a földrengések kapcsolatának, 666
FIZIKA 7-8.
rezgésszámú hangrezgések formájában történő terjedése, a cunami kialakulásának leegyszerűsített modellje.
a cunami kialakulásának megértése.
Kulcsfogalmak/ Nyomás, légnyomás. Sűrűség. Úszás, lebegés, merülés. Hullámterjedés. Hang, hallás. Ultrahang. fogalmak
Tematikai egység/ Fejlesztési cél Előzetes tudás
4. Energia
Órakere t 10 óra
A különféle kölcsönhatások, állapotváltozások felismerése. Erő, elmozdulás mennyiségi fogalma. A mennyiség mint a tulajdonság jellemzője.
Az energia fogalmának mélyítése, a különböző energiafajták egymásba alakulási folyamatainak felismerése. Energiatakarékos A tematikai egység eljárások, az energiatermelés módjainak, kockázatainak bemutatásával nevelési-fejlesztési az energiatakarékos szemlélet erősítése. A természetkárosítás fajtái céljai fizikai hátterének megértetése során a környezetvédelem iránti elkötelezettség, a felelős magatartás erősítése. Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások, ismeretek Energiafajták és egymásba alakulásuk.. Jelenségek: A mozgás melegítő hatása. A súrlódva mozgó test felmelegedése. Ismeretek: Az energia formái: belső energia, helyzeti energia, mozgási energia, rugóenergia, kémiai energia, a táplálék energiája. A mozgó testnek, a megfeszített rugónak és a magasba emelt testnek energiája van. Az energiafogalom kibővítése: energiaváltozás minden olyan
Fejlesztési követelmények Jelenségek vizsgálata, megfigyelése során energiafajták megkülönböztetése (pl. a súrlódva mozgó test felmelegedésének megtapasztalása, a megfeszített rugó mozgásba hoz testeket, a rugónak energiája van; a magasról eső test felgyorsul, a testnek a magasabb helyzetben energiája van stb.). Annak megértése, hogy energiaváltozás minden olyan hatás, ami közvetlenül vagy közvetve a hőmérséklet változtatására képes, így a mechanikai mozgásra is kiterjeszthető az energiának a
Kapcsolódási pontok Történelem, társadalmi és állampolgári ismeretek: ősember tűzgyújtási eljárása (fadarab gyors odavissza forgatása durvafalú vályúban). Földrajz: energiahordozók, erőművek. Kémia: kötési energia.
667
FIZIKA 7-8.
hatás, ami közvetlenül vagy közvetve a hőmérséklet növelésére képes.
hőhöz kapcsolt tulajdonsága. Annak tudatosítása, hogy a tapasztalat szerint az energiafajták egymásba alakulnak, amelynek során az energia megjelenési formája változik.
Jelenségek, ismeretek: Energiaátalakulások, energiafajták: vízenergia, szélenergia, geotermikus energia, nukleáris energia, napenergia, fosszilis energiahordozók. Napenergia megjelenése a földi energiahordozókban.
Kémia: hőtermelő és Konkrét energiafajták felsorolása hőelnyelő kémiai reakciók, fosszilis, (napenergia, szélenergia, nukleáris és megújuló vízenergia, kémiai energia energiaforrások /égés/) és példák ismertetése (exoterm és endoterm egymásba alakulásukra. reakciók, reakcióhő, égéshő).
Problémák, gyakorlati alkalmazások: Energia és társadalom. Miért van szükségünk energiára? Milyen tevékenységhez, milyen energiát használunk? Ismeretek: Energiamérleg a családi háztól a Földig. James Joule élete és jelentősége a tudomány történetében. Gyakorlati alkalmazások: Az energiatermelés.
Ismeretek: Energiaforrások és végességük: vízenergia, szélenergia, geotermikus energia, nukleáris energia, napenergia. Fosszilis energiahordozók, napenergia megjelenése a földi energiahordozókban; a Föld
Annak megértése és illusztrálása példákon, hogy minden tevékenységünkhöz energia szükséges.
Saját tevékenységekben végbemenő energiaátalakulási folyamatok elemzése. Az energiatakarékosság szükségszerűségének megértése, az alapvető energiaforrások megismerése. Annak elmagyarázása, hogy miként vezethető vissza a fosszilis energiahordozók (szén, olaj, gáz) és a megújuló energiaforrások (víz, szél, biomassza) léte a Nap sugárzására. Részvétel az egyes energiaátalakítási lehetőségek előnyeinek, hátrányainak és
Kémia: kémia az iparban, erőművek, energiaforrások felosztása és jellemzése, környezeti hatások, (energiakészletek). Földrajz: az energiaforrások megoszlása a Földön, hazai energiaforrások. Energetikai önellátás és nemzetközi 668
FIZIKA 7-8.
alapvető energiaforrása a Nap. Az egyes energiahordozók felhasználásának módja, az energia-előállítás környezetterhelő hatásai.
alkalmazásuk kockázatainak együttműködés. megvitatásában, a tények és adatok összegyűjtése. A vita során elhangzó érvek és az ellenérvek csoportosítása, kiállítások, bemutatók készítése. Projekt-lehetőségek a földrajz és a kémia tantárgyakkal együttműködve: Erőműmodell építése, erőműszimulátorok működtetése. Különböző országok energiaelőállítási módjai, azok részaránya. Az energiahordozók beszerzésének módjai (vasúti szénszállítás, kőolajvezeték és tankerek, elektromos hálózatok).
Kulcsfogalmak/ Energiatermelési eljárás. Hatásfok. Vízi-, szél-, napenergia; nem fogalmak megújuló energia; atomenergia.
Tematikai egység/ Fejlesztési cél Előzetes tudás
5. Hőtan
Órakeret 15 óra
Hőmérsékletfogalom, csapadékfajták. Halmazállapotok és változásaik. Az energia fogalma és mértékegysége
A hőmérséklet változásához kapcsolódó jelenségek rendszerezése. Az egyensúly fogalmának alapozása (hőmérsékleti egyensúlyi állapotra törekvés, termikus egyensúly). A részecskeszemlélet megalapozása, az A tematikai egység anyagfogalom mélyítése. nevelési-fejlesztési Az energiatakarékosság szükségességének beláttatása, az egyéni céljai lehetőségek felismertetése. A táplálkozás alapvető energetikai vonatkozásai kapcsán az egészséges táplálkozás fontosságának beláttatása. Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások, ismeretek
Fejlesztési követelmények
A hőmérséklet és mérése. Problémák, jelenségek:
A környezet, a Föld, a
Kapcsolódási pontok Biológia-egészségtan: az élet létrejöttének 669
FIZIKA 7-8.
Milyen hőmérsékletek léteznek a világban? Mit jelent a napi átlaghőmérséklet? Mit értünk a „klíma” fogalmán? A víz fagyás- és forráspontja; a Föld legmelegebb és leghidegebb pontja. A Nap felszíni hőmérséklete. A robbanómotor üzemi hőmérséklete. Hőmérsékletviszonyok a konyhában. A hűtőkeverék. Ismeretek: Nevezetes hőmérsékleti értékek. A Celsius-féle hőmérsékleti skála és egysége.
Naprendszer jellegzetes hőmérsékleti értékeinek számszerű ismerete és összehasonlítása. A víz-só hűtőkeverék közös hőmérséklete alakulásának vizsgálata az összetétel változtatásával.
Alkalmazások: Otthoni környezetben előforduló hőmérőtípusok és hőmérsékletmérési helyzetek.
A legfontosabb hőmérőtípusok (folyadékos hőmérő, digitális hőmérő, színváltós hőmérő stb.) megismerése és használata egyszerű helyzetekben. Hőmérséklet-idő adatok felvétele, táblázatkészítés, majd abból grafikon készítése és elemzése. A javasolt hőmérsékletmérési gyakorlatok egyikének elvégzése: Pohárba kiöntött meleg víz lehűlési folyamatának vizsgálata. Elektromos vízmelegítővel melegített víz hőmérsékletidő függvényének mérése (melegedési görbe felvétele, különböző mennyiségű vízre, különböző ideig melegítve is). Só-jég hűtőkeverék hőmérsékletének függése a
Ismeret: hőmérőtípusok.
A Celsius-skála jellemzői, a viszonyítási hőmérsékletek ismerete, tanulói kísérlet alapján a hőmérő kalibrálása módjának megismerése.
lehetőségei. Földrajz: hőmérsékleti viszonyok a Földön, a Naprendszerben. Matematika: mértékegységek ismerete. Kémia: a hőmérséklet (mint állapothatározó), Celsius-féle hőmérsékleti skála (Kelvin-féle abszolút hőmérséklet). Matematika: grafikonok értelmezése, készítése. Informatika: mérési adatok kezelése, feldolgozása. Kémia: tömegszázalék, (anyagmennyiségkoncentráció).
670
FIZIKA 7-8.
só-koncentrációtól. A melegítés okozta változások megfigyelése, a hőmérséklet mérése, az adatok táblázatba rendezése, majd a hőmérséklet időbeli alakulásának ábrázolása, következtetések megfogalmazása. Hőcsere.
Hőmérséklet-kiegyenlítődési folyamatok vizsgálata egyszerű Ismeretek: eszközökkel (pl. hideg vizes A hőmérséklet-kiegyenlítődés. zacskó merítése meleg vízbe). A hőmennyiség (energia) Hőmérséklet-kiegyenlítéssel járó kvalitatív fogalma, mint a folyamatokra konkrét példák melegítő hatás mértéke. gyűjtése; annak felismerése, Egysége (1 J) és értelmezése: 1g vízmennyiség hőmérsékletének 1 hogy hőmennyiség (energia) 0 C-kal történő felmelegítéséhez cseréjével járnak. 4,2 J energiára (hőmennyiségre) Annak felismerése, hogy a közös hőmérséklet a testek kezdeti van szükség. hőmérsékletétől, tömegüktől és anyagi minőségüktől függ.
Földrajz: energiahordozók, a jéghegyek olvadása.
Halmazállapotok és halmazállapot-változások.
Földrajz: a kövek mállása a megfagyó víz hatására.
Problémák, jelenségek, alkalmazások: A víz sűrűségének változása fagyás során. Jelentősége a vízi életre, úszó jéghegyek, a Titanic katasztrófája. Miért vonják be hőszigetelő anyaggal a szabadban lévő vízvezetéket? Miért csomagolják be a szabadban lévő kőszobrokat? A halmazállapot-változásokkal kapcsolatos köznapi tapasztalatok (pl. ruhaszárítás, csapadékformák, forrasztás, az utak téli sózása, halmazállapotváltozások a konyhában stb.). Ismeretek:
Biológia-egészségtan: az emberi testhőmérséklet. Kémia: hőtermelő és hőelnyelő folyamatok (exoterm és endoterm változások).
A különböző halmazállapotok és Biológia-egészségtan: azok legfontosabb jellemzőinek a víz fagyásakor bekövetkező térfogatmegismerése. növekedés hatása a befagyás Tanári mérést követő rétegességében és a csoportmunka alapján a jég-víz halak áttelelésében. keverék állandó intenzitású melegítésekor fellépő jelenségek Kémia: halmazállapotbemutatása a részleges elforralásig, a melegedési görbe változások, fagyáspont, forráspont felvétele és értelmezése (a víz szerkezete és tulajdonságai). A mindennapi életben gyakori Keverékek halmazállapot-változásokhoz szétválasztása, kapcsolódó tapasztalatok, desztillálás, kőolajjelenségek értelmezése. finomítás. 671
FIZIKA 7-8.
Halmazállapotok és halmazállapot-változások. Melegítéssel (hűtéssel) az anyag halmazállapota megváltoztatható. A halmazállapot-változás hőmérséklete anyagra jellemző állandó érték. Olvadáspont, forráspont, olvadáshő, forráshő fogalma. Annak tudása, hogy mely átalakulásoknál van szükség energiaközlésre (melegítésre), melyek esetén energia elvonására (hűtésre). Csapadékformák és kialakulásuk fizikai értelmezése. Halmazállapotok jellemzése az anyag mikroszerkezeti modellezésével. Ismeretek: A halmazállapotok és változások értelmezése anyagszerkezeti modellel. Az anyag részecskékből való felépítettsége, az anyagok különböző halmazállapotbeli szerkezete. A kristályos anyagok, a folyadékok és a gázok egyszerű golyómodellje. A halmazállapotváltozások szemléltetése golyómodellel. A belső energia. Belső energia szemléletesen, mint golyók mozgásának élénksége (mint a mozgó golyók energiájának összessége). Melegítés hatására a test belső energiája változik. A belsőenergia-változás mértéke megegyezik a melegítés során átadott hőmennyiséggel.
Az anyag golyómodelljének megismerése és alkalmazása az egyes halmazállapotok leírására és a halmazállapot-változások értelmezésére.
Kémia: halmazállapotok és halmazállapotváltozások. Értelmezésük a részecskeszemlélet alapján.
Annak felismerése, hogy melegítés hatására a test belső energiája megváltozik, amit jelez a hőmérséklet és/vagy a halmazállapot megváltozása.
672
FIZIKA 7-8.
Hőhatások.
Egy szem mogyoró elégetésével adott mennyiségű víz Problémák, alkalmazások: Élelmiszerek energiatartalma. Az felmelegítése az energiatartalom jellemzésére. élő szervezet mint Tanári útmutatás alapján az energiafogyasztó rendszer. Milyen anyag alkalmas hőmérő élelmiszerek csomagolásáról az élelmiszerek energiatartalmának készítésére? leolvasása. Élelmiszereken Ismeretek: kereskedelemben feltüntetik az Hőtan és táplálkozás: az energiatartalmat. életműködéshez szükséges Egyszerű kísérletek bemutatása a energiát a táplálék biztosítja. különböző halmazállapotú anyagok hőtágulására. Gyűjtőmunka alapján beszámoló Hőtágulás és gyakorlati szerepe. tartása a hőtágulás jelentőségéről a technikában és a természetben. Gyűjtőmunka és gyakorlati Hőátadási módozatok. esetek alapján annak bemutatása Problémák, jelenségek, internetes képekkel, alkalmazások: videofelvételekkel, hogy mikor Elraktározhatjuk-e a meleget? van szükség jó hővezetésre, Mely anyagok a jó hővezetők, mikor szigetelésre. melyek a hőszigetelők? Egyszerű demonstrációs A Nap hősugárzása, kísérletek alapján a hőátadás üvegházhatás. A légkör különböző módjainak, alapvető melegedése. jelenségfajtáinak megismerése. Hőáramlás szerepe a fűtéstechnikában. Hősugárzás, a Jó és rossz hővezető anyagok megkülönböztetése. hőkamera-képek és értelmezésük. A hőszigetelés és az ezzel Az energiatudatosság és a kapcsolatban lévő hőszigetelés. energiatakarékosság Ismeretek: Hőátadás, hővezetés, hőáramlás, jelentőségének felismerése. hősugárzás.
Kémia: égés, lassú oxidáció, energiaátalakulások, tápanyag, energiatartalom. Matematika: egyszerű számolások. Biológia-egészségtan: egészséges táplálkozás, az egészséges énkép kialakítása.
Technika, életvitel és gyakorlat: energiatakarékossági lehetőségek a háztartásban (fűtés, hőszigetelés). Földrajz: a Nap sugárzásának hatása, jelentősége; légköri folyamatok; hideg és meleg tengeri áramlatok. Kémia: üvegházhatás (a fémek hővezetése).
Kulcsfogalmak/ Hőmérséklet, halmazállapot, halmazállapot-változás, olvadáspont, forráspont, termikus egyensúly. fogalmak
673
FIZIKA 7-8.
A tanuló használja a számítógépet adatrögzítésre, információgyűjtésre. Ismerje fel, a természettudományos tények megismételhető megfigyelésekből, célszerűen tervezett kísérletekből nyert bizonyítékokon alapulnak. Váljon igényévé az önálló ismeretszerzés. Használja fel ismereteit saját egészségének védelmére. Legyen képes a mások által kifejtett véleményeket megérteni, értékelni, azokkal szemben kulturáltan vitatkozni. A kísérletek elemzése során alakuljon ki kritikus szemléletmódja.. Tudja, hogy ismeretei és készségei meglévő szintjén további tanulással túl tud lépni. Ítélje meg, hogy különböző esetekben milyen módon alkalmazható a tudomány és a technika, értékelje azok előnyeit és hátrányait az egyén, a közösség és a környezet szempontjából. Törekedjék a természet- és környezetvédelmi problémák enyhítésére. Legyen képes egyszerű megfigyelési, mérési folyamatok megtervezésére, tudományos ismeretek megszerzéséhez célzott kísérletek elvégzésére. Legyen képes ábrák, adatsorok elemzéséből tanári irányítás alapján egyszerűbb összefüggések felismerésére. Megfigyelései során használjon A fejlesztés modelleket. várt Legyen képes egyszerű arányossági kapcsolatokat matematikai és grafikus eredményei formában is lejegyezni. Az eredmények elemzése után vonjon le a 7. konklúziókat. évfolyam Képes legyen a sebesség fogalmát különböző kontextusokban is alkalmazni. végén Tudja, hogy a testek közötti kölcsönhatás során a sebességük és a tömegük egyaránt fontos, és ezt konkrét példákon el tudja mondani. Értse meg, hogy a gravitációs erő egy adott testre hat és a Föld (vagy más égitest) vonzása okozza. A tanuló magyarázataiban legyen képes az energiaátalakulások elemzésére, a hőmennyiséghez kapcsolódásuk megvilágítására. Tudja használni az energiafajták elnevezését. Ismerje fel a hőmennyiség cseréjének és a hőmérséklet kiegyenlítésének kapcsolatát. Fel tudjon sorolni többféle energiaforrást, ismerje alkalmazásuk környezeti hatásait. Tanúsítson környezettudatos magatartást, takarékoskodjon az energiával. A tanuló minél több energiaátalakítási lehetőséget ismerjen meg, és képes legyen azokat azonosítani. Tudja értelmezni a megújuló és a nem megújuló energiafajták közötti különbséget. A tanuló képes legyen arra, hogy az egyes energiaátalakítási lehetőségek előnyeit, hátrányait és alkalmazásuk kockázatait elemezze, tényeket és adatokat gyűjtsön, vita során az érveket és az ellenérveket csoportosítsa és azokat a vita során felhasználja. Képes legyen a nyomás fogalmának értelmezésére és kiszámítására egyszerű 674
FIZIKA 7-8.
esetekben az erő és a felület hányadosaként. Tudja, hogy nem csak a szilárd testek fejtenek ki nyomást. Tudja magyarázni a gázok nyomását a részecskeképpel. Tudja, hogy az áramlások oka a nyomáskülönbség. Tudja, hogy a hang miként keletkezik, és hogy a részecskék sűrűségének változásával terjed a közegben. Tudja, hogy a hang terjedési sebessége gázokban a legkisebb és szilárd anyagokban a legnagyobb.
675
FIZIKA 7-8.
8. évfolyam Heti 1 óra A tematikai egységek
óraszám
Elektromosság, mágnesség
17
Optika, csillagászat
16
Ismétlés
3
Az óraszámok összege
Tematikai egység/ Fejlesztési cél Előzetes tudás
A tematikai egység nevelésifejlesztési céljai
36
1. Elektromosság, mágnesség
Órakeret 17 óra
Elektromos töltés fogalma, földmágnesség. Az alapvető elektromos és mágneses jelenségek megismerése megfigyelésekkel. Az elektromos energia hőhatással történő megnyilvánulásainak felismerése. Összetett technikai rendszerek működési alapelveinek, jelentőségének bemutatása (a villamos energia előállítása; hálózatok; elektromos hálózatok felépítése). Az elektromosság, a mágnesség élővilágra gyakorolt hatásának megismertetése. Érintésvédelmi ismeretek elsajátíttatása.
Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások, ismeretek Mágneses alapjelenségek. Ismeretek: Mágnesek, mágneses kölcsönhatás. Ampère modellje a mágneses anyag szerkezetéről.
Földmágnesség és iránytű.
Fejlesztési követelmények Kiscsoportos kísérletek végzése permanens mágnesekkel az erőhatások vizsgálatára (mágnesrudak vonzásának és taszításának függése a relatív irányításuktól), felmágnesezett gémkapocs darabolása során pedig a pólusok vizsgálatára; tapasztalatok megfogalmazása, következtetések levonása: az északi és déli pólus
Kapcsolódási pontok Földrajz: tájékozódás, a Föld mágneses tere. Kémia: vas elkülönítése szilárd keverékből mágnessel (ferromágnesesség).
676
FIZIKA 7-8. kimutatása; bizonyos anyagokat (pl. vas) mágnesessé lehet tenni; a mágneses pólusokat nem lehet szétválasztani. Az iránytű orientációjának értelmezése, egyszerű iránytű készítése. Elektromos alapjelenségek.
Tanári bemutató kísérlet alapján a kétféle elektromos állapot Jelenségek, gyakorlati kialakulásának megismerése alkalmazások: dörzs-elektromos kísérletekben, a Elektrosztatikus jelenségek a vonzó-taszító kölcsönhatás hétköznapokban (műszálas kvalitatív jellemzése. pulóver feltöltődése, átütési szikrák, villámok, villámhárító). Tanári irányítással egyszerű elektroszkóp készítése, működésének értelmezése. Ismeretek: Az elektromosan töltött (elektrosztatikus kölcsönhatásra képes) állapot. Bizonyos testek elektromosan töltött állapotba hozhatók, a töltött állapotú testek erővel hatnak egymásra. Kétféle (negatív és pozitív) elektromosan töltött állapot létezik, a kétféle töltés közömbösíti egymást. A töltés átvihető az egyik testről a másikra. Az elektromos erőtér energiájának egyszerű Jelenségek: Elektrosztatikus energia létének tapasztalatokkal történő bizonyítéka a hőhatás alapján: az illusztrálása. átütési szikrák kiégetik a papírt. A töltött fémgömb körül a A feszültség fogalmának próbatöltés-inga megemelkedik. hozzákapcsolása az elektromos Ismeretek: töltések szétválasztására fordított Feszültség. munka végzéséhez. A töltések szétválasztása során munkát végzünk. Az elektrosztatikus energia
Kémia: elektromos töltés, elektron, elektrosztatikus vonzás és taszítás, a fémek elektromos vezetésének anyagszerkezeti magyarázata (ionos kötés, ionrács, ionvegyületek elektromos vezetése oldatban és olvadékban).
Kémia: a töltés és az elektron, a feszültség.
677
FIZIKA 7-8. Az elektromos áramkör
Kémia: a vezetés anyagszerkezeti Ismeret: Az elektromos áramkör és részei Egyszerű áramkörök összeállítása magyarázata. Galvánelem. (telep, vezetékek, ellenállás vagy csoportmunkában, különböző fogyasztó). áramforrásokkal, fogyasztókkal. A telepben zajló belső folyamatok a két pólusra választják szét a töltéseket. A két pólus közt feszültség mérhető, ami a forrás kvantitatív jellemzője. Ismeret: Az elektromos áram. Az elektromos áram mint töltéskiegyenlítési folyamat. Az áram erőssége, az áramerősség mértékegysége (1 A). Adott vezetéken átfolyó áram a vezető két vége között mérhető feszültséggel arányos. A vezetéket jellemző ellenállás és /vagy vezetőképesség fogalma mint a feszültség és az áramerősség hányadosa. Az ellenállás mértékegysége (1 Ω). Ohm törvénye.
A feszültség mérése elektromos áramkörben mérőműszerrel. Áramerősség mérése (műszer kapcsolása, leolvasása, méréshatárának beállítása).
Kémia: az elektromos áram (áramerősség, galvánelem, az elektromos áram kémiai hatásai, Faraday I. és II. törvénye).
Ellenállás meghatározása Ohm törvénye alapján (feszültség- és árammérésre visszavezetve).
Mérések és számítások végzése egyszerű áramkörök esetén.
Tekercs mágneses terének vizsgálata vasreszelékkel, hasonlóság kimutatása a Az elektromágnes és rúdmágnessel. alkalmazásai. Oersted kísérletének kvalitatív Elektromotorok. értelmezése. Elektromotor modelljének bemutatása. Csoportmunkában az alábbi Ismeretek: gyakorlatok egyikének elvégzése: Az áram mágneses hatása: az – elektromágnes készítése elektromos áram mágneses teret zsebtelep, vasszög és szigetelt gerjeszt. huzal felhasználásával, a Az áramjárta vezetők között pólusok és az erősség mágneses kölcsönhatás lép fel, vizsgálata; és ezen alapul az elektromotorok Gyakorlati alkalmazások:
678
FIZIKA 7-8. működése.
– egyszerű elektromotor készítése gémkapocs, mágnes és vezeték felhasználásával. Egyéni gyűjtőmunka az elektromágnesek gyakorlati felhasználásáról.
Gyakorlati alkalmazások: Mindennapi elektromosság.
Egyéni gyűjtőmunka az alábbi témák egyikében: – Hol használnak elektromos energiát? – Milyen elektromossággal működő eszközök találhatók otthon a lakásban? – Milyen adatok találhatók egy fogyasztón (teljesítmény, feszültség, frekvencia)?
Az elektromos energia használata. Problémák, gyakorlati alkalmazások: Elektromosenergia-fogyasztás. Mit fogyaszt az elektromos fogyasztó? Mi a hasznos célú és milyen az egyéb formájú energiafogyasztás különböző elektromos eszközöknél (pl. vízmelegítő, motor)? Mit mutat a havi villanyszámla, hogyan becsülhető meg realitása?
Annak megértése, hogy az elektromos fogyasztó energiát használ fel, alakít át (fogyaszt). Tanári vezetéssel egy családi ház elektromos világításának megtervezése, modellen való bemutatása.
Ismeret: Az áram hőhatását meghatározó arányosságok és az azt kifejező matematikai összefüggés (E=UIt), energiakicsatolás, fogyasztók.
Az Ohm-törvény felhasználásával az energialeadás kifejezése a fogyasztó ellenállásával is. A hőhatás jelenségét bemutató egyszerű kísérletek ismertetése (pl. elektromos vízmelegítés mértéke arányos az áramerősséggel, a feszültséggel és az idővel. Fogyasztó fényerejének változása folytonosan változtatható kapcsolóval.
Technika, életvitel és gyakorlat: elektromos eszközök biztonságos használata, villanyszámla értelmezése, elektromos eszközök energiafelhasználása, energiatakarékosság.
Matematika: egyszerű számítási és behelyettesítési feladatok.
679
FIZIKA 7-8. Ellenállásdrót melegedése soros és párhuzamos kapcsolású fogyasztókban az áramerősség növelésével.) Problémák, gyakorlati alkalmazások: Miért elektromos energiát használunk nagy részben a mindennapi életünkben? Melyek az ország energiafogyasztásának legfontosabb tényezői? Honnan származik az országban felhasznált elektromos energia? Az elektromos energia „előállítása”, szállítása.
Magyarország elektromosenergiafogyasztása főbb komponenseinek megismerése, az elektromos energia megtakarításának lehetőségei. Az erőművek és a nagyfeszültségű hálózatok alapvető vázszerkezetének (generátor, távvezeték, transzformálás, fogyasztók) bemutatása. Annak belátása, hogy az elektromos energia bármilyen módon történő előállítása hatással van a környezetre. Csoportos gyűjtőmunka a hazai erőműhálózatról és jellemzőiről (milyen energiaforrással működnek, mikor épültek, mekkora a teljesítményük stb.).
Földrajz: az energiaforrások földrajzi megoszlása és az energia kereskedelme. Kémia: energiaforrások és használatuk környezeti hatásai.
Tematikai egység/ Fejlesztési cél
6. Optika, csillagászat
Órakeret 16 óra
Előzetes tudás
Hosszúságmérés, éjszakák és nappalok váltakozása, a Hold látszólagos periodikus változása.
A beszélgetések és a gyűjtőmunkák során az együttműködés és a kommunikáció fejlesztése. A tudomány és a technika társadalmi A tematikai egység szerepének bemutatása. A fényhez kapcsolódó jelenségek és technikai nevelési-fejlesztési eszközök megismerése. Az égbolt fényforrásainak csoportosítása. A céljai földközéppontú és a napközéppontú világkép jellemzőinek összehasonlítása során a modellhasználat fejlesztése. Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások, Fejlesztési követelmények Kapcsolódási pontok ismeretek A fény terjedése és a képalkotás
Az árnyékjelenségek Problémák, jelenségek, gyakorlati magyarázata a fény egyenes
Biológia-egészségtan: a szem, a látás, a 680
FIZIKA 7-8. alkalmazások: Árnyékjelenségek. Fényáteresztés. Hétköznapi optikai eszközök (síktükör, borotválkozó tükör, közlekedési gömbtükör, egyszerű nagyító, távcső, mikroszkóp, vetítő, fényképezőgép). Száloptika alkalmazása a jelátvitelben és a gyógyászatban. Távcsövek, űrtávcsövek, látáshibák javítása, fényszennyezés. Ismeretek: A fény egyenes vonalú terjedése. A fényvisszaverődés és a fénytörés: a fény az új közeg határán visszaverődik és/vagy megtörik; a leírásuknál használt fizikai mennyiségek (beesési szög, visszaverődési szög, törési szög rajzolása).
Teljes visszaverődés.
Hétköznapi optikai eszközök képalkotása. Valódi és látszólagos kép. Síktükör, homorú és domború tükör, szóró- és gyűjtőlencse. Fókusz.
vonalú terjedésével. Fény áthatolásának megfigyelése különböző anyagokon és az anyagok tanulmányozása átlátszóságuk szempontjából. Jelenségek a visszaverődés és a fénytörés vizsgálatára. A sugármenet szerkesztése tükrös visszaverődés esetén. (Periszkóp, kaleidoszkóp készítése és modellezése.) A sugármenet kvalitatív megrajzolása fénytörés esetén (plánparalel lemez, prizma, vizeskád). Kvalitatív kapcsolat felismerése a közeg sűrűsége és a törési szögnek a beesési szöghöz viszonyított változása között. A teljes visszaverődés jelenségének bemutatása alapján (pl. az akvárium víztükrével) a jelenség kvalitatív értelmezése. Az optikai szál modelljének megfigyelése egy műanyagpalack oldalán kifolyó vízsugár hátulról történő megvilágításával. Kép- és tárgytávolság mérése gyűjtőlencsével, fókusztávolságának meghatározása napfényben. Sugármenet-rajzok bemutatása digitális táblán. A tanuló környezetében található tükrök és lencsék képalkotásának kísérleti bemutatása. Tükrök esetén a kép keletkezésének értelmezése egyszerű sugármeneti rajzzal. Gyakorlati különbségtétel a valódi és a látszólagos kép között.
szemüveg; nagyító, mikroszkóp és egyéb optikai eszközök (biológiai minták mikroszkópos vizsgálata). Matematika: geometriai szerkesztések, tükrözés. Technika, életvitel és gyakorlat: a színtévesztés és a színvakság társadalmi vonatkozásai.
681
FIZIKA 7-8. A szem képalkotása. Rövidlátás, távollátás, színtévesztés.
A fókusz meghatározása homorú tükör és gyűjtőlencse esetén. Az emberi szem mint optikai lencse működésének megértése, a jellegzetes látáshibák (távollátás, rövidlátás) és a korrekció módja (szemüveg, kontaktlencse).
Ismeretek: A fehér fény színeire bontása.
A fehér fény felbontása színekre prizma segítségével; a fehér fény összetettségének felismerése. Tanulói kísérlettel a színkeverés bemutatása forgó színkoronggal.
Színkeverés, kiegészítő színek. A tárgyak színe: a természetes fény különböző színkomponenseit a tárgyak különböző mértékben nyelik el és A tárgyak színének egyszerű verik vissza, ebből adódik a tárgy magyarázata. színe. A fény forrásai Problémák: Milyen folyamatokban keletkezik fény? Mi történhet a Napban, és mi a Holdon? Minek a fényét látják a „kék bolygót” megfigyelő űrhajósok? Ismeretek: Elsődleges és másodlagos fényforrások. Fénykibocsátó folyamatok a természetben. Ember és fény
Az elsődleges és másodlagos fényforrások megkülönböztetése, gyakorlati felismerésük. Fénykibocsátást eredményező fizikai (villámlás, fémek izzása), kémiai és biokémiai (égés, szentjánosbogár, korhadó fa stb.) jelenségek gyűjtése.
Hagyományos és új mesterséges fényforrások sajátságainak Problémák, jelenségek, összegyűjtése, a fényforrások és alkalmazások: az energiatakarékosság Milyen az ember és a fény kapcsolatának vizsgálata viszonya? Hogyan hasznosíthatjuk a fénnyel (izzólámpa, fénycső, kompaktlámpa, LED-lámpa). kapcsolatos tapasztalatainkat a Az új és elhasznált izzólámpa környezetünk megóvásában? összehasonlítása. Milyen fényforrásokat Összehasonlító leírás a használunk? mesterséges fényforrások Milyen fényforrásokat érdemes fajtáiról, színéről és az okozott használni a lakásban, az
Biológia-egészségtan: a színek szerepe az állat- és növényvilágban (klorofill, rejtőzködés).
Kémia: égés, lángfestés. Biológia-egészségtan: lumineszcencia. Földrajz: természeti jelenségek, villámlás.
Biológia-egészségtan: a fényszennyezés biológiai hatásai, a fényszennyezés, mint a környezetszennyezés egyik formája. Kémia: nemesgázok, volfrám, izzók, fénycsövek.
682
FIZIKA 7-8. iskolában, a településeken, színpadon, filmen, közlekedésben stb. (színérzet, hőérzet, élettartam)? Mit nevezünk fényszennyezésnek? Milyen Magyarország fényszennyezettsége? Ismeretek: Mesterséges fényforrások. Fényszennyezés. Az égbolt természetes fényforrásai
hőérzet összehasonlítása. A fényforrások használata egészségügyi vonatkozásainak megismerése. A fényforrások használata környezeti hatásainak megismerése. A fényszennyezés fogalmának megismerése.
A csillagos égbolt megfigyelése szabad szemmel (távcsővel) és számítógépes planetáriumProblémák, jelenségek: programok futtatásával. A csillagos égbolt: Hold, Az égi objektumok csillagok, bolygók, galaxisok, csoportosítása aszerint, hogy gázködök. A Hold és a Vénusz elsődleges (a csillagok, köztük a fázisai, a hold- és Nap) vagy másodlagos napfogyatkozások. fényforrások (a bolygók és a Milyen történelmi elképzelések voltak a Napról, a csillagokról és holdak csak visszaverik a Nap fényét). A csillagok és a bolygók a bolygókról? megkülönböztetése képüknek kis távcsőbeli viselkedése alapján. Ismeretek: A fázisok és fogyatkozások Az égbolt természetes értelmezése modellkísérletekkel. fényforrásai: a Nap, Hold, A Naprendszer szerkezetének bolygók, csillagok, megismerése; a Nap egy a sok csillaghalmazok, ködök stb csillag közül. A Naprendszer szerkezete. A Nap, a Naprendszer bolygóinak A csillagos égbolt mozgásainak geocentrikus és heliocentrikus és azok holdjainak értelmezése. jellegzetességei. Megismerésük Ismeretek szerzése arról, hogy a módszerei. Naprendszerről, a bolygókról és Geocentrikus és heliocentrikus holdjaikról, valamint az (álló) világkép. csillagokról alkotott kép miként alakult az emberiség történetében. A tudományos kutatás Differenciált csoportmunka modelleken át a alapján Ptolemaiosz, természettörvényekhez vezető Kopernikusz, Galilei, Kepler útja mint folyamat. munkásságának megismerése.
Történelem, társadalmi és állampolgári ismeretek: az emberiség világképének változása. Csillagképek a különböző kultúrákban. Kémia: hidrogén (hélium, magfúzió). Matematika: a kör és a gömb részei. Földrajz: a Naprendszer. A világűr megismerésének, kutatásának módszerei.
683
FIZIKA 7-8. A napfény és más fényforrások (elektromágneses) spektruma Problémák, jelenségek, alkalmazások: A Nap és más fényforrások felbontott fénye (pl. gyertya lángja megsózva). Infralámpa, röntgenkép létrejötte (árnyékhatás), mikrohullámú sütő. A röntgen ernyőszűrés az emberi szervezet és ipari anyagminták belső szerkezetének vizsgálatában, az UV-sugárzás veszélyei. Hőtanhoz továbbvezető problémák: Mit hoz a villám, amivel felgyújtja a fát, amibe belecsap? Mit sugároznak ki a fénnyel együtt az izzított fémek? Mit ad a fény a kémiai reakcióhoz? Ismeretek: A napfény és más fényforrások (elektromágneses) spektruma: rádióhullámok, mikrohullámok, infravörös sugárzás, látható fény, UV-sugárzás, röntgensugárzás. A Nap fénye és hősugárzása biztosítja a Földön az élet feltételeit. Példák az infravörös és az UVsugárzás, a röntgensugárzás élettani hatásaira, veszélyeire, gyakorlati alkalmazásaira a technikában és a gyógyászatban. A napozás szabályai.
A különböző sugárzások hatásairól a köznapi és a médiából származó ismeretek összegyűjtésével a látható fénytartomány kibővítése elektromágneses spektrummá, kiegészítése a szintén közismert rádió- és mikrohullámokkal, majd a röntgensugárzással.
Biológia-egészségtan: növényi fotoszintézis, emberi élettani hatások (napozás); diagnosztikai módszerek. Kémia: fotoszintézis, (UV-fény hatására lejátszódó reakciók, kemilumineszcencia).
Annak felismerése, hogy a fény hatására zajlanak le a növények életműködéséhez nélkülözhetetlen kémiai reakciók. Az infravörös és az UVsugárzás, a röntgensugárzás élettani hatásainak, veszélyeinek, gyakorlati alkalmazásainak megismerése a technikában és a gyógyászatban.
684
FIZIKA 7-8.
Egyenes vonalú terjedés, tükör, lencse, fénytörés, visszaverődés. Kulcsfogalmak/ Fényszennyezés. fogalmak Nap, Naprendszer. Földközéppontú világkép, napközéppontú világkép.
A tanuló használja a számítógépet adatrögzítésre, információgyűjtésre. Eredményeiről tartson pontosabb, a szakszerű fogalmak tudatos alkalmazására törekvő, ábrákkal, irodalmi hivatkozásokkal stb. alátámasztott prezentációt. Ismerje fel, hogy a természettudományos tények megismételhető megfigyelésekből, célszerűen tervezett kísérletekből nyert bizonyítékokon alapulnak.Váljon igényévé az önálló ismeretszerzés. Legalább egy tudományos elmélet esetén kövesse végig, hogy a társadalmi és történelmi háttér hogyan befolyásolta annak kialakulását és fejlődését. Használja fel ismereteit saját egészségének védelmére. Legyen képes a mások által kifejtett véleményeket megérteni, értékelni, azokkal szemben kulturáltan vitatkozni. A kísérletek elemzése során alakuljon ki kritikus szemléletmódja, egészséges szkepticizmusa. Tudja, hogy ismeretei és használati készségei meglévő szintjén további tanulással túl tud lépni. A fejlesztés várt Ítélje meg, hogy különböző esetekben milyen módon alkalmazható a eredményei a tudomány és a technika, értékelje azok előnyeit és hátrányait az egyén, a 8. évfolyam közösség és a környezet szempontjából. Törekedjék a természet- és végén környezetvédelmi problémák enyhítésére. Legyen képes egyszerű megfigyelési, mérési folyamatok megtervezésére, tudományos ismeretek megszerzéséhez célzott kísérletek elvégzésére. Legyen képes ábrák, adatsorok elemzéséből tanári irányítás alapján egyszerűbb összefüggések felismerésére. Megfigyelései során használjon modelleket. Legyen képes egyszerű arányossági kapcsolatokat matematikai és grafikus formában is lejegyezni. Az eredmények elemzése után vonjon le konklúziókat. Ismerje fel a fény szerepének elsőrendű fontosságát az emberi tudás gyarapításában, ismerje a fényjelenségeken alapuló kutatóeszközöket, a fény alapvető tulajdonságait. Képes legyen a sebesség fogalmát különböző kontextusokban is alkalmazni. Tudja, hogy a testek közötti kölcsönhatás során a sebességük és a tömegük egyaránt fontos, és ezt konkrét példákon el tudja mondani. 685
FIZIKA 7-8. Értse meg, hogy a gravitációs erő egy adott testre hat és a Föld (vagy más égitest) vonzása okozza. A tanuló magyarázataiban legyen képes az energiaátalakulások elemzésére, a hőmennyiséghez kapcsolódásuk megvilágítására. Tudja használni az energiafajták elnevezését. Ismerje fel a hőmennyiség cseréjének és a hőmérséklet kiegyenlítésének kapcsolatát. Fel tudjon sorolni többféle energiaforrást, ismerje alkalmazásuk környezeti hatásait. Tanúsítson környezettudatos magatartást, takarékoskodjon az energiával. A tanuló minél több energiaátalakítási lehetőséget ismerjen meg, és képes legyen azokat azonosítani. Tudja értelmezni a megújuló és a nem megújuló energiafajták közötti különbséget. A tanuló képes legyen arra, hogy az egyes energiaátalakítási lehetőségek előnyeit, hátrányait és alkalmazásuk kockázatait elemezze, tényeket és adatokat gyűjtsön, vita során az érveket és az ellenérveket csoportosítsa és azokat a vita során felhasználja. Képes legyen a nyomás fogalmának értelmezésére és kiszámítására egyszerű esetekben az erő és a felület hányadosaként. Tudja, hogy nem csak a szilárd testek fejtenek ki nyomást. Tudja magyarázni a gázok nyomását a részecskeképpel. Tudja, hogy az áramlások oka a nyomáskülönbség. Tudja, hogy a hang miként keletkezik, és hogy a részecskék sűrűségének változásával terjed a közegben. Tudja, hogy a hang terjedési sebessége gázokban a legkisebb és szilárd anyagokban a legnagyobb. Ismerje az áramkör részeit, képes legyen egyszerű áramkörök összeállítására, és azokban az áramerősség mérésére. Tudja, hogy az áramforrások kvantitatív jellemzője a feszültség. Tudja, hogy az elektromos fogyasztó elektromos energiát használ fel, alakít át. A tanuló képes legyen az erőművek alapvető szerkezét bemutatni. Tudja, hogy az elektromos energia bármilyen módon történő előállítása terheli a környezetet.
686
